초록 ▼

연구의 목적 및 내용
현재 차세대 이동통신 시스템에서 고려되고 있는 다양한 통신기술들을 위한 자원할당 및 혼잡제어에 대한 연구가 국내외로 활발히 진행되고 있으나, 이러한 연구 결과들의 상용화를 위해서는 경제적인 요소인 사업자의 이익 및 사용자의 서비스 이용비용 등을 기술 개발 시에 고려해야 함. 따라서 본 연구에서는 차세대 이동통신 시스템에서 경제적인 요소를 고려하여 시스템을 관리하는 방법에 대해 연구하고자 함. 1차년도에서는 인센티브 및 가격 정책 등 네트워크 경제학 기반의 접근법을 이용하여 자원할당 및 혼잡제어에 대한 문제

연구의 목적 및 내용
현재 차세대 이동통신 시스템에서 고려되고 있는 다양한 통신기술들을 위한 자원할당 및 혼잡제어에 대한 연구가 국내외로 활발히 진행되고 있으나, 이러한 연구 결과들의 상용화를 위해서는 경제적인 요소인 사업자의 이익 및 사용자의 서비스 이용비용 등을 기술 개발 시에 고려해야 함. 따라서 본 연구에서는 차세대 이동통신 시스템에서 경제적인 요소를 고려하여 시스템을 관리하는 방법에 대해 연구하고자 함. 1차년도에서는 인센티브 및 가격 정책 등 네트워크 경제학 기반의 접근법을 이용하여 자원할당 및 혼잡제어에 대한 문제를 해결하고, 2차년도에서는 구성 노드들 간의 정보 교환 및 협업이 제한되는 분산적 시스템에서의 효율적/적응적이면서 공평성을 획득할 수 있는 스케줄링에 대한 연구를 진행하였음. 그리고 3차년도에서는 시스템 설계 관점에서 경제적인 요소를 고려하여 시스템에서의 노드 설치 및 운용 계획과 같은 네트워크 정책 결정 알고리즘을 설계하였음.

연구결과
● 네트워크 관리자의 개입이 가능한 이동통신 시스템에서의 자원할당 및 혼잡제어 알고리즘 개발
-네트워크 관리자의 개입이 가능한 network controlled D2D 기술을 릴레이로 활용하는 시스템에서 인센티브와 가격정책을 통해 사용자들의 협력을 유도하여 효율적인 자원할당 및 혼잡제어를 수행하는 알고리즘 개발

-릴레이가 없는 시스템 대비 평균 전송률 성능 12% 향상 및 인센티브를 고려하여 인센티브 없는 시스템 대비 social welfare 10% 향상 달성

● 분산적 시스템에서 공평성을 제공하는 효율적/적응적 자원할당 알고리즘 개발
-네트워크 구성 개체 간 정보 교환 및 협업이 제한되고, 경제학적으로 부정적인 외적 영향이 큰 비중을 갖는 분산적인 autonomous D2D 통신기술에서 효율적/적응적이면서 동시에 노드 간 공평성을 획득하는 분산적 자원할당 기법 개발

-대표적인 분산적 자원할당 알고리즘인 Qualcomm의 FlashLinQ 기술 대비 평균 전송률 성능 100% 향상 및 링크의 요구 평균 전송률 만족을 통한 공평성 획득 달성

● 경제적 요소를 고려한 효율적인 네트워크 정책 결정 알고리즘 설계
-서비스 제공자의 이익과 사용자의 서비스 만족도, 서비스 이용비용 등의 경제적 요소를 고려하여 시스템에서의 노드 설치 및 운용 계획과 같은 네트워크 정책을 결정하는 알고리즘 개발

-주요 서비스 및 무선 접속기술을 고려한 시스템의 수학적 모델을 개발하고 해당 모델을 바탕으로 서비스 제공자의 이득을 최대화하는 최적 노드 설치 정책 결정

연구결과의 활용계획
● 향후 이동통신 시스템에서 고려될 다양한 통신 기술들에 대한 제어 기술을 개발함에 있어, 네트워크 경제학 기반의 접근법을 이용한 응용 연구의 진행에 활용

● 네트워크 경제학을 활용하여 실제적으로 상용화 가능한 차세대 통신 시스템 연구 분야를 창출하는데 활용

● 이동통신 시스템 및 관련 서비스에 대한 제어 및 관리 기술에 대해 추가적인 연구를 진행하여 본 연구결과의 선도적인 기술을 바탕으로 추가적인 각종 논문 및 특허 출원

(출처 : 요약문 5p)

Abstract ▼

Purpose& contents
Although extensive studies have been done on resource allocation and congestion control for various communication technologies that are expected to be adopted in future mobile communication system, in implementation of these results, we need to take into account the economic fea

Purpose& contents
Although extensive studies have been done on resource allocation and congestion control for various communication technologies that are expected to be adopted in future mobile communication system, in implementation of these results, we need to take into account the economic features of the system such as the network operator's profit and the customers' cost. Thus, in this project, we studied research issues on system management based on the network economics approach. In the first year, we resolved resource allocation and congestion control problems by using economic features such as incentive or pricing, and in the second year, we studied a distributed scheduling algorithm which is adaptive and efficient in the distributed system where a cooperation among its nodes is limited. In the third year, we developed an algorithm to determine network policy such as node deployment and operation by considering economic features.

Result
● Development of resource allocation and congestion control algorithms in cellular system where network operator can intervene in
- In a system where a network controlled D2D communication is used for a relay and its network operator can intervene in, we developed an efficient algorithm for resource allocation and congestion control by inducing a cooperation among users by incentive and pricing

- Compared with the system without relay, our algorithm achieves 12% average throughput improvement

- Compared with the system without incentive, our algorithm achieves 10% social welfare improvement

● Development of efficient/adaptive scheduling algorithm providing fairness among users in a distributed system
- In a distributed system where a cooperation among its nodes is limited and a negative externality in economics severely occurs, such as autonomous D2D communication, we developed an efficient and adaptive distributed scheduling algorithm achieving a fairness among the users

- Compared with FlashLinQ which is one of the most representative distributed scheduling algorithms, our algorithm achieves 100% average sum-rate improvement

- Our algorithm achieves QoS requirements of the nodes while FlashLinQ cannot

● Development of efficient algorithm to determine network policy considering economic features
- We developed an efficient algorithm to determine network policy such as node deployment and operation by considering economic features such as operator’s profit and users’ satisfaction and cost

- We developed a simple mathematical model to represent the system performance considering wireless access networks and important services

- Our algorithm finds the optimal network policy of node deployment to maximize the operator’s profit

Expected Contribution
● Utilization for applied researches on control and management techniques for advanced cellular system based on network economics approaches

● Utilization for creating a new field of researches on advanced cellular system considering network economics which is practically implemented

● Additional publishment of high-quality papers and application of patents from additional researches on techniques based on our leading research contributions

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 7
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 9
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 51
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 52
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 52
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 55
• 8. 참고문헌 ... 55
• 9. 연구성과 ... 58
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 63
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 63
• 12. 기타사항 ... 63
• 별첨1 대 표 연 구 성 과 ... 64
• 별첨2 세부 목표 관련 증빙 ... 78
• 끝페이지 ... 86